KR20200068389A - Apparatus and method for controlloing low voltage dc-dc converter of vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a low-voltage DC converter which converts and outputs high-voltage power into low-voltage power used as power of an electric load of the vehicle and charging power of a battery. The apparatus for controlling a low-voltage DC converter includes a signal selector configured to select and output one of a charging-oriented voltage command for charging a battery or a predetermined burst mode voltage command for operation of the low-voltage DC converter in a burst mode in which the battery is not charged; a battery charge/discharge current limiter configured to generate a voltage command compensation value for limiting charge current of the battery when the signal selector outputs the charging-oriented voltage command and limiting discharge current of the battery when the signal selector outputs the burst mode voltage command; and a controller configured to control an output voltage of the low-voltage DC converter to follow a compensated voltage command generated by applying the voltage command compensation value to the voltage command output by the signal selector.

Description

차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLOING LOW VOLTAGE DC-DC CONVERTER OF VEHICLE}A device and method for controlling a low voltage DC converter in a vehicle{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLOING LOW VOLTAGE DC-DC CONVERTER OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압 전력을 변환하여 차량의 전장부하의 전원 및 배터리의 충전 전력으로 사용되는 저전압 전력을 출력하는 차량의 저전압 직류 컨버터가 보조 배터리를 충전할 수 없는 버스트 모드로 동작할 때 배터리의 방전 전류를 제한하여 보조 배터리를 보호할 수 있는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling a low-voltage DC converter of a vehicle, and more particularly, to a low-voltage DC converter of a vehicle that converts high-voltage power to output low-voltage power used as a power source for a vehicle's electric load and charging power of a battery. The present invention relates to an apparatus and method for controlling a low-voltage DC converter of a vehicle that can protect an auxiliary battery by limiting a discharge current of the battery when operating in a burst mode in which the auxiliary battery cannot be charged.

하이브리드 자동차 및 전기 자동차 등과 같은 전기 에너지를 이용한 친환경 차량은 차량 구동용 모터에 전기 에너지를 제공하는 고전압의 메인 배터리와 차량의 전장부하 등의 전원 전력을 제공하는 저전압의 보조 배터리를 구비한다. 메인 배터리와 보조 배터리 사이에는 메인 배터리의 고전압 전력을 저전압으로 변환하여 보조 배터리의 충전 전력으로 제공할 수 있는 저전압 직류 컨버터(Low voltage DC-DC Converter: LDC)가 마련된다.An eco-friendly vehicle using electric energy such as a hybrid vehicle and an electric vehicle includes a high-voltage main battery that provides electric energy to a motor for driving a vehicle, and a low-voltage auxiliary battery that provides power for electric vehicle loads. A low voltage DC-DC converter (LDC) is provided between the main battery and the auxiliary battery to convert high voltage power of the main battery to low voltage and provide it as charging power of the auxiliary battery.

종래에, LDC는 저전압 배터리로 제공되는 전류의 크기를 전류 지령에 해당하는 값으로 제어하는 정전류 제어 모드, 전압 지령맵에 설정된 특정 전압값을 출력전압 지령으로 설정하고 실제 출력 전압이 설정된 출력전압 지령을 추종하도록 정전압 제어 모드 및 LDC가 보조 배터리로 전력을 제공하지 않는 버스트 모드 중 하나의 모드를 차량 상태에 따라 선택하여 제어 되었다.Conventionally, the LDC is a constant current control mode that controls the magnitude of the current supplied to the low voltage battery to a value corresponding to the current command, and sets a specific voltage value set in the voltage command map as an output voltage command and an output voltage command in which the actual output voltage is set. It was controlled by selecting one of the constant voltage control mode and one of the burst modes in which the LDC does not provide power to the auxiliary battery according to the vehicle condition.

특히, 종래에는, 정전류 제어 모드 또는 정전압 제어 모드로 LDC가 제어되는 경우는 보조 배터리로 충전 전력을 제공하는 모드로서, 차량 상태에 따라 충전 전류를 제한할 수 있는 다양한 제어 기법이 적용되어 과도한 충전 전류가 보조 배터리로 제공되는 것은 방지함으로써 보조 배터리를 보호하였다.In particular, conventionally, when the LDC is controlled by the constant current control mode or the constant voltage control mode, as a mode for providing charging power with an auxiliary battery, various control techniques capable of limiting the charging current according to the vehicle state are applied to excessive charging current The secondary battery was protected by preventing it from being provided as a secondary battery.

그러나, 보조 배터리로 충전 전력을 제공하지 않는 버스트 모드에서는 저전압 직류 변환기가 자체 사양에서 허용하는 최소 전압을 출력하도록 제어되므로 보조 배터리는 전류를 출력하는 방전상태가 된다. 종래에는, 전술한 것과 같이 충전 전류를 제한하여 과도한 충전 전류에 의해 보조 배터리가 열화하는 것을 방지하는 기법에 적용되고 있으나, 버스트 모드에서 보조 배터리가 방전될 때 과도한 방전 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 기술은 적용되지 못하고 있다.However, in the burst mode in which charging power is not provided by the auxiliary battery, the low voltage DC converter is controlled to output the minimum voltage allowed by its specification, so the auxiliary battery is in a discharge state of outputting current. Conventionally, as described above, it is applied to a technique of limiting the charging current to prevent the secondary battery from deteriorating due to excessive charging current, but a technique for preventing excessive discharge current from flowing when the secondary battery is discharged in burst mode Is not applied.

이에 따라, 종래에는 LDC가 버스트 모드로 동작하는 경우 보조 배터리에 과도한 방전 전류가 발생하여 보조 배터리의 열화를 가져옴으로써 보조 배터리에 고장이 발생하거나 보조 배터리의 수명이 단축되는 문제가 발생한다.Accordingly, in the related art, when the LDC operates in the burst mode, excessive discharge current is generated in the auxiliary battery, resulting in deterioration of the auxiliary battery, thereby causing a problem in the auxiliary battery or shortening the life of the auxiliary battery.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The above descriptions as background arts are only for improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as an admission that they correspond to the prior arts already known to those skilled in the art.

KR 10-2008-0111194 AKR 10-2008-0111194 A

이에 본 발명은, 차량의 보조 배터리로 전력을 제공하는 저전압 직류 컨버터가 보조 배터리를 충전할 수 없는 버스트 모드로 동작할 때 보조 배터리에서 출력되는 방전 전류를 적절하게 제한할 수 있는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.Accordingly, the present invention, a low-voltage DC converter of a vehicle that can appropriately limit the discharge current output from the auxiliary battery when the low-voltage DC converter that provides power to the vehicle's auxiliary battery operates in a burst mode in which the auxiliary battery cannot be charged. It is a technical problem to solve the problem of providing a control device and method.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,The present invention as a means for solving the above technical problem,

고전압 전력을 변환하여 차량의 전장부하의 전원 및 배터리의 충전 전력으로 사용되는 저전압 전력을 출력하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치에 있어서,In the low-voltage DC converter control device of a vehicle for converting the high-voltage power to output the low-voltage power used as the power of the vehicle's electric load and the charging power of the battery,

상기 배터리를 충전 상태가 되게 하는 충전 지향 전압지령 및 상기 저전압 직류 컨버터가 상기 배터리를 충전할 수 없는 버스트 모드로 동작하는 경우에 대해 사전 설정된 버스트 모드 전압 지령 중 하나를 선택하여 출력하는 신호 선택부;A signal selector for selecting and outputting one of a preset burst mode voltage command for a charge oriented voltage command that causes the battery to be charged and a case in which the low voltage DC converter operates in a burst mode in which the battery cannot be charged;

상기 신호 선택부가 상기 충전 지향 전압 지령을 출력하는 경우 상기 배터리의 충전 전류를 제한하고, 상기 신호 선택부가 상기 버스트 모드 전압 지령을 출력하는 경우 상기 배터리의 방전 전류를 제한하는 전압 지령 보정값을 생성하는 배터리 충방전 전류 제한부; 및Generating a voltage command correction value that limits the charging current of the battery when the signal selector outputs the charge-direction voltage command, and limits the discharge current of the battery when the signal selector outputs the burst mode voltage command. Battery charge and discharge current limiter; And

상기 신호 선택부가 출력하는 전압 지령에 상기 전압 지령 보정값을 적용하여 생성된 수정 전압 지령을 추종하도록 상기 저전압 직류 컨버터의 출력 전압을 제어하는 제어기;A controller that controls the output voltage of the low-voltage DC converter to follow the corrected voltage command generated by applying the voltage command correction value to the voltage command output by the signal selector;

를 포함하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치를 제공한다.It provides a low-voltage DC converter control device for a vehicle comprising a.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 충방전 전류 제한부는, 상기 저전압 직류 컨버터의 버스트 모드 동작 여부에 따라 사전 설정된 충전 전류 제한값 및 방전 전류 제한값 중 하나를 선택하여 출력하는 제한값 선택부; 및 상기 배터리의 전류를 측정한 배터리 전류 실측값이 상기 제한값 선택부에 출력되는 제한값을 추종하도록 하기 위한 상기 전압 지령 보정값을 생성하는 전류 제한 제어기를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the battery charge/discharge current limiting unit includes: a limit value selecting unit for selecting and outputting one of a preset charging current limit value and a discharge current limit value according to whether the low voltage DC converter operates in a burst mode; And a current limiting controller that generates the voltage command correction value to cause the battery current measured value measuring the current of the battery to follow the limiting value output to the limiting value selection unit.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제한값 선택부는, 상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하는 경우 상기 방전 전류 제한값을 선택하여 출력하고, 상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하지 않는 경우 상기 충전 전류 제한값을 선택하여 출력할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the limit value selection unit selects and outputs the discharge current limit value when the low voltage DC converter operates in a burst mode, and charges the current limit value when the low voltage DC converter does not operate in a burst mode. You can select and print.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제한값 선택부는, 상기 저전압 직류 컨버터의 디레이팅 여부에 따라, 상기 제한값 선택부에 출력되는 제한값에서 상기 배터리 전류 실측값을 차감한 값 및 0 중 하나를 선택하여 상기 전류 제한 제어기의 입력으로 제공하는 디레이팅 적용부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the limit value selector selects one of the values obtained by subtracting the measured value of the battery current from the limit value output to the limit value selector according to whether or not the low-voltage DC converter is derated. A derating application provided as an input of the current limiting controller may be further included.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 디레이팅 적용부는, 상기 저전압 직류 컨버터가 디레이팅 되지 않은 상태인 경우 상기 제한값 선택부에 출력되는 제한값에서 상기 배터리 전류 실측값을 차감한 값을 상기 전류 제한 제어기의 입력으로 제공하고, 상기 저전압 직류 컨버터가 디레이팅 상태인 경우 0을 상기 전류 제한 제어기의 입력으로 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the de-rating application unit, when the low-voltage DC converter is not de-rated, the value obtained by subtracting the measured value of the battery current from the limit value output to the limit value selection unit is the current limit controller. Provided as an input, and when the low voltage DC converter is in the derating state, 0 may be provided as an input of the current limiting controller.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 충방전 전류 제한부는, 상기 전류 제한 제어기에서 출력되는 상기 전압 지령 보정값의 상하한을 제한하는 상하한 제한기; 상기 저전압 직류 컨버터의 버스트 모드 동작 여부에 기반하여 상기 상하한 제한기의 상한값을 결정하는 상한값 결정부; 및 상기 저전압 직류 컨버터의 버스트 모드 동작 여부에 기반하여 상기 상하한 제한기의 하한값을 결정하는 하한값 결정부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the battery charge/discharge current limiting unit includes: an upper and lower limit limiter for limiting the upper and lower limits of the voltage command correction value output from the current limiting controller; An upper limit determining unit determining an upper limit of the upper and lower limiters based on whether the low voltage DC converter operates in a burst mode; And a lower limit value determining unit determining a lower limit value of the upper and lower limiters based on whether the low voltage DC converter operates in a burst mode.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 상한값 결정부는, 상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하는 경우, 사전 설정된 상기 저전압 직류 컨버터의 출력 가능 최대 전압에서 상기 신호 선택부가 출력하는 전압 지령을 차감한 값을 상기 상한값으로 결정하고, 상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하지 않는 경우, 0을 상기 상한값으로 결정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the low voltage DC converter operates in a burst mode, the upper limit determining unit subtracts a voltage command output by the signal selector from a preset maximum output voltage of the low voltage DC converter. When the low-voltage DC converter does not operate in the burst mode, 0 may be determined as the upper limit.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 하한값 결정부는, 상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하는 경우, 0을 상기 하한값으로 결정하고, 상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하지 않는 경우, 사전 설정된 상기 차량의 시동 가능 최저 전압에서 상기 신호 선택부가 출력하는 전압 지령을 차감한 값을 상기 하한값으로 결정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the low-voltage DC converter operates in a burst mode, 0 is determined as the lower limit value, and when the low-voltage DC converter does not operate in a burst mode, the vehicle is preset. A value obtained by subtracting the voltage command output by the signal selector from the lowest startable voltage of may be determined as the lower limit value.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,The present invention as another means for solving the above technical problem,

고전압 전력을 변환하여 차량의 전장부하의 전원 및 배터리의 충전 전력으로 사용되는 저전압 전력을 출력하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 방법에 있어서,A method for controlling a low-voltage DC converter in a vehicle that converts high-voltage power to output low-voltage power used as a power source for a vehicle's electric load and a charging power for a battery,

상기 저전압 직류 컨버터의 버스트 모드 동작 여부를 판단하는 단계;Determining whether the low voltage DC converter operates in a burst mode;

상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하지 않는 경우, 사전 생성된 배터리 충전 지향 전압지령 및 사전 설정된 충전 전류 제한값을 선택하는 단계;When the low voltage DC converter does not operate in a burst mode, selecting a pre-generated battery charge directing voltage command and a preset charge current limit value;

상기 배터리의 전류 실측값이 상기 충전 전류 제한값 보다 큰 경우, 상기 충전 지향 전압 지령을 감소시키는 보상을 실시하고 보상된 전압 지령으로 상기 저전압 직류 컨버터의 출력을 제어하는 단계;If the current measurement value of the battery is greater than the charging current limit value, compensating for reducing the charge oriented voltage command and controlling the output of the low voltage DC converter with the compensated voltage command;

상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하는 경우, 사전 설정된 버스트 모드 전압 지령 및 사전 설정된 방전 전류 제한값을 선택하는 단계; 및When the low voltage DC converter operates in a burst mode, selecting a preset burst mode voltage command and a preset discharge current limit value; And

상기 배터리의 전류 실측값이 상기 방전 전류 제한값 보다 작은 경우, 상기 버스트 모드 전압 지령을 증가시키는 보상을 실시하고 보상된 전압 지령으로 상기 저전압 직류 컨버터의 출력을 제어하는 단계;Compensating for increasing the burst mode voltage command and controlling the output of the low voltage DC converter with the compensated voltage command when the current measurement value of the battery is smaller than the discharge current limit value;

를 포함하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 방법을 제공한다.It provides a low-voltage DC converter control method for a vehicle comprising a.

상기 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치에 따르면, 보조 배터리로 에너지가 충전/방전되는 횟수를 최소화할 수 있으므로 보조 배터리의 사용기간을 연장할 수 있으며 그에 따른 상품성 개선과 향후 발생할 수 있는 서비스 비용도 절감할 수 있다.According to the low-voltage DC converter control device of the vehicle, since the number of times the energy is charged/discharged with the auxiliary battery can be minimized, the service life of the auxiliary battery can be extended, resulting in improved productivity and reduced service costs that may occur in the future. Can be.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.

도 1은 본 발명의 여러 실시 형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법이 적용되는 차량의 전력 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치의 배터리 충방전 전류 제한부를 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a power system of a vehicle to which a low voltage DC converter control device and method of a vehicle according to various embodiments of the present invention are applied.
2 is a block diagram of a low voltage DC converter control device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating in detail a battery charge/discharge current limiting unit of a low voltage DC converter control device of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for controlling a low-voltage DC converter in a vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부의 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for controlling a low-voltage DC converter of a vehicle according to various embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 여러 실시 형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치 및 방법이 적용되는 차량의 전력 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a power system of a vehicle to which a low voltage DC converter control device and method of a vehicle according to various embodiments of the present invention are applied.

도 1에 도시한 것과 같이, 본 발명의 여러 실시 형태에 따른 차량의 배터리 충전용 컨버터 제어 장치(10)는, 저전압 직류 컨버터(LDC)(100)를 제어하기 위한 것이다.As shown in FIG. 1, the converter control device 10 for charging a battery of a vehicle according to various embodiments of the present invention is for controlling the low-voltage direct current converter (LDC) 100.

LDC(100)는 보조 배터리(200)와 메인 배터리(300) 사이에 구비된다. 보조 배터리(200)는 차량에 적용되는 각종 전장부하(400)에 전원 전력을 제공하는 비교적 낮은 전압 출력을 갖는 배터리이다. 메인 배터리(300)는 차량을 구동하기 위한 구동용 모터에 전력을 제공하기 위한 고전압 출력을 갖는 배터리이다. LDC(100)는 메인 배터리(300)의 고전압 전력을 하향 변환하여 저전압 전력으로 출력한다.The LDC 100 is provided between the auxiliary battery 200 and the main battery 300. The auxiliary battery 200 is a battery having a relatively low voltage output that provides power to various electric loads 400 applied to a vehicle. The main battery 300 is a battery having a high voltage output for providing electric power to a driving motor for driving a vehicle. The LDC 100 down-converts the high voltage power of the main battery 300 and outputs it as low voltage power.

한편, LDC(100)와 보조 배터리(200) 및 전장부하(400)는 정션박스(500)와 같은 요소를 이용하여 하나의 노드에서 연결을 형성할 수 있다. 즉, LDC(100)의 출력 전압(Vo), 출력 전류(Io)은 정션박스(50)를 통해 보조 배터리(20)의 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)로 제공될 수 있고, 전장부하(40)의 전원전력(VL, IL)으로 제공될 수도 있다. 보조 배터리(200)에 저장된 전력 역시 정션박스(500)를 통해 전장부하(400)로 제공될 수 있다.Meanwhile, the LDC 100, the auxiliary battery 200, and the electric load 400 can form a connection at one node using elements such as the junction box 500. That is, the output voltage (Vo) and the output current (Io) of the LDC 100 may be provided as the charging voltage (V B ) and the charging current (I B ) of the auxiliary battery 20 through the junction box 50, , It may be provided as the power power (V L , I L ) of the electric load (40 ). Power stored in the auxiliary battery 200 may also be provided to the electric load 400 through the junction box 500.

이와 같은 차량의 전력 시스템에서, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 차량의 배터리 충전용 컨버터 제어 장치(10)는 LDC(100)의 출력 전압 및 출력 전류를 제어하기 위한 지령들을 연산하고 이 지령에 대응되도록 LDC(100) 내의 스위칭 소자를 구동하기 위한 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호를 생성하여 출력할 수 있다.In such a vehicle power system, the converter control apparatus 10 for charging a battery of a vehicle according to various embodiments of the present invention calculates instructions for controlling the output voltage and output current of the LDC 100 and responds to these instructions Preferably, a pulse width modulation (PWM) signal for driving a switching element in the LDC 100 may be generated and output.

LDC(100)는 출력 전압을 결정하도록 PWM 제어되는 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 컨버터 제어 장치(10)는, LDC(100) 내의 스위칭 소자를 제어하여 원하는 전압을 출력하기 위한 PWM 신호 또는 원하는 전류를 출력하기 위한 PWM 신호를 생성할 수 있다. 이러한 LDC(100)의 스위칭 소자의 PWM 제어는 컨버터 분야의 공지 기술에 해당하고, PWM 신호를 생성하기 위한 PWM 집적 소자(IC) 등은 상용화된 제품의 형태로 존재하는 것이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. The LDC 100 may include a PWM-controlled switching element to determine an output voltage, and the converter control device 10 according to various embodiments of the present invention controls a switching element in the LDC 100 to obtain a desired voltage. A PWM signal for output or a PWM signal for outputting a desired current can be generated. The PWM control of the switching element of the LDC 100 corresponds to a known technology in the converter field, and a PWM integrated element (IC) for generating a PWM signal exists in the form of a commercialized product, so detailed description thereof is omitted. I will do it.

본 발명의 여러 실시형태는 PWM 집적 소자(IC)가 PWM 신호를 생성하기 위해 요구되는 LDC(100)의 전압 지령을 생성하는 기술에 관련된 것이다.Various embodiments of the invention relate to a technique in which a PWM integrated device (IC) generates a voltage reference of the LDC 100 required to generate a PWM signal.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of a low voltage DC converter control device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 배터리 충전용 컨버터 제어 장치는, 보조 배터리(200)의 충전전류를 제어하기 위한 LDC(100)의 제1 전압 지령을 생성하는 배터리 전류제어용 전압지령 생성부(11)와 LDC(100)를 정전압 제어하기 위한 제2 전압 지령을 생성하는 정전압 제어용 전압지령 생성부(12)와, 제1 전압 지령 및 제2 전압 지령 중 하나를 선택하는 제1 신호 선택부(13)와, LDC(100)의 버스트 모드 플래그의 설정 여부에 따라 제1 신호 선택부(13)에 의해 선택된 전압 지령과 버스트 모드 전압 지령 중 하나를 선택하는 제2 신호 선택부(14)와, 배터리의 충방전 전류의 제한 여부에 따라 적용되는 전압 지령 보정값(Vcomp)를 제공하는 배터리 충방전 전류 제한부(15) 및 제2 신호 선택부(14)에 의해 선택된 전압 지령(Vcmd1)에 전압 지령 보정값(Vcomp)가 반영된 수정 전압 지령(Vcmd2)과 LDC(100)의 출력단에서 검출된 출력 전압 실측값의 차에 기반하여 LDC(100) 내의 스위칭 소자를 제어하기 위한 PWM 신호를 생성하는 LDC 제어기(19)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a converter control device for charging a battery in a vehicle according to an embodiment of the present invention, a battery current generating a first voltage command of the LDC 100 for controlling the charging current of the auxiliary battery 200 The control voltage command generator 11 and the constant voltage control voltage command generator 12 for generating a second voltage command for constant voltage control of the LDC 100 and a first voltage command and a second voltage command are selected. The second signal selection to select one of the voltage command and the burst mode voltage command selected by the first signal selector 13 and the first signal selector 13 according to whether the burst mode flag of the LDC 100 is set. Selected by the battery charging/discharging current limiting unit 15 and the second signal selecting unit 14 providing a voltage command correction value V comp applied according to whether the charging/discharging current of the battery is limited. Switching element in the LDC 100 based on the difference between the corrected voltage command V cmd2 in which the voltage command correction value V comp is reflected in the voltage command V cmd1 and the measured output voltage value detected at the output terminal of the LDC 100. It may be configured to include an LDC controller 19 for generating a PWM signal for controlling the.

본 발명의 여러 실시형태는 LDC(100)의 출력에 의해 보조 배터리(200)가 충전되는 충전모드에서 과도한 충전 전류가 발생되는 것을 제한하고, LDC(100)가 버스트 모드로 동작하여 LDC(100)가 보조 배터리(200)를 충전할 수 있는 전력을 제공하지 못하고 보조 배터리(200)가 방전 상태일 때 보조 배터리(200)에 과도한 방전 전류가 발생하는 것을 제한하고자 하는 것이다. 따라서, 배터리 충방전 전류 제한부(15)가 배터리 충방전 전류를 제한할 수 있는 적절한 전압 지령 보정값(Vcomp)를 생성하는 기법이 본 발명의 기술적 특징이 될 수 있다.Various embodiments of the present invention limit the generation of excessive charging current in a charging mode in which the auxiliary battery 200 is charged by the output of the LDC 100, and the LDC 100 operates in a burst mode to operate the LDC 100. It is intended to limit the generation of excessive discharge current in the auxiliary battery 200 when the auxiliary battery 200 is in a discharged state without providing power to charge the auxiliary battery 200. Therefore, the technique of generating the appropriate voltage command correction value V comp that allows the battery charge/discharge current limiter 15 to limit the battery charge/discharge current may be a technical feature of the present invention.

배터리 전류제어용 전압 지령 생성부(11)는, 보조 배터리(200)로 제공되는 충전 전류의 실측값과 사전 설정된 배터리 충전 전류에 대한 지령값을 서로 비교하여 충전 전류의 실측값이 충전 전류 지령값을 추종할 수 있는 제1 전압 지령을 생성할 수 있다. 이를 위해 배터리 전류제어용 전압 지령 생성부(11)는 충전 전류의 실측값과 충전 전류 지령값의 차이를 입력 받고 그 차이를 감소시켜 0으로 수렴하도록 제어할 수 있는 제1 전압 지령을 생성하는 비례 적분 제어기 또는 비례 미분 적분 제어기 등 당 기술분야에 알려진 제어기가 적용될 수 있다.The voltage command generator 11 for battery current control compares the measured value of the charging current provided to the auxiliary battery 200 with the command value for the preset battery charging current, and the measured value of the charging current determines the charging current command value. A first voltage command that can be followed can be generated. To this end, the voltage command generator 11 for battery current control receives the difference between the measured value of the charging current and the value of the charging current command and reduces the difference to proportionally generate a first voltage command that can be controlled to converge to zero. A controller known in the art, such as a controller or a proportional differential integral controller, can be applied.

정전압 제어용 전압지령 생성부(12)는 사전 설정된 전압 지령맵을 이용하여 차량 상태에 대응되는 전압 지령을 결정할 수 있다.The voltage command generator 12 for constant voltage control may determine a voltage command corresponding to the vehicle state using a preset voltage command map.

제1 신호 선택부(13)는 보조 배터리 충전 여부 또는 상위 제어기의 명령 등에 따라 배터리 충전 전류를 제어하는 제1 전압 지령과 정전압 제어를 위한 제2 전압 지령을 선택하는 요소이다. 제1 신호 선택부(13)는 제1 전압 지령과 제2 전압 지령 중 하나를 선택하는 것뿐만 아니라 배터리 전류제어용 전압 지령 생성부(11) 및 정전압 제어용 전압지령 생성부(12)의 동작 여부를 결정할 수 있다. 즉, 제1 전압 지령을 이용한 제어가 요구되는 경우 배터리 전류제어용 전압 지령 생성부(11)가 작동하고 정전압 제어용 전압지령 생성부(12)의 작동이 중지되게 할 수 있으며, 그 반대의 제어도 가능하다. 즉, 제1 신호 선택부(13)는 배터리 전류제어용 전압 지령 생성부(11)와 정전압 제어용 전압지령 생성부(12) 중 하나가 동작할 때에는 나머지 하나의 동작을 중지하도록 제어할 수 있다.The first signal selector 13 is an element for selecting a first voltage command for controlling the battery charging current and a second voltage command for constant voltage control according to whether the auxiliary battery is charged or a command of the host controller. The first signal selector 13 not only selects one of the first voltage command and the second voltage command, but also determines whether the voltage command generator 11 for battery current control and the voltage command generator 12 for constant voltage control are operated. Can decide. That is, when control using the first voltage command is required, the voltage command generator 11 for battery current control may be operated, and the operation of the voltage command generator 12 for constant voltage control may be stopped, and vice versa. Do. That is, the first signal selector 13 may control to stop the other operation when one of the voltage command generator 11 for battery current control and the voltage command generator 12 for constant voltage control is operated.

제1 신호 선택부(13)에서 출력되는 전압 지령은, 보조 배터리(200) 충전이 요구되는 경우 보조 배터리(200)로 제공되는 LDC(100)의 출력 전류를 제어하거나 적어도 보조 배터리(200)의 방전이 이루어지지 않는 상태로 LDC(100)의 출력 전압을 정전압 제어하는 지령으로 보조 배터리(200)의 충전을 지향하는 전압 지령이다.The voltage command output from the first signal selector 13 controls the output current of the LDC 100 provided to the auxiliary battery 200 when charging of the auxiliary battery 200 is required, or at least of the auxiliary battery 200. As a command for controlling the constant voltage of the output voltage of the LDC 100 in a state in which discharge is not performed, it is a voltage command for charging the auxiliary battery 200.

제2 신호 선택부(14)는 제1 신호 선택부(13)에서 출력되는 보조 배터리(200)의 충전 지향 전압 지령과 사전 설정된 버스트 모드 전압 지령 중 하나를 선택하여 출력할 수 있다. 여기서 버스트 모드 전압 지령은 LDC(100)의 사양에서 최저 출력 전압에 해당하는 값으로 사전 설정될 수 있다.The second signal selector 14 may select and output one of a charge oriented voltage command and a preset burst mode voltage command of the auxiliary battery 200 output from the first signal selector 13. Here, the burst mode voltage command may be preset to a value corresponding to the lowest output voltage in the specification of the LDC 100.

제2 신호 선택부(14)는 버스트 모드 플래그의 설정에 따라 충전 지향 전압 지령 및 버스트 모드 전압 지령 중 하나를 설정할 수 있다. 예를 들어, 상위 제어기가 LDC(100)를 버스트 모드로 제어하기 위해 버스트 모드 플래그를 '1'으로 설정하면 제2 신호 선택부(14)는 버스트 모드 전압 지령을 출력하고, 버스트 모드가 아닌 통상적인 충전 지향 모드로 LDC(100)를 제어하기 위해 상위 제어기가 버스트 모드 플래그를 '0'으로 설정하면 제2 신호 선택부(14)는 제1 신호 선택부(13)에서 입력 받은 충전 지향 전압 지령을 출력할 수 있다. 여기서 버스트 모드 플래그의 설정값은 일례에 불과하며 그 값에 따른 제2 신호 선택부(14)의 동작은 위 설명과 반대로 이루어질 수도 있다.The second signal selector 14 may set one of the charge oriented voltage command and the burst mode voltage command according to the setting of the burst mode flag. For example, when the upper controller sets the burst mode flag to '1' to control the LDC 100 in burst mode, the second signal selector 14 outputs a burst mode voltage command, and is not normally in burst mode. When the upper controller sets the burst mode flag to '0' to control the LDC 100 in the in-charge-oriented mode, the second signal selector 14 receives the charge-oriented voltage command received from the first signal selector 13 Can output Here, the set value of the burst mode flag is only an example, and the operation of the second signal selection unit 14 according to the value may be performed in reverse to the above description.

이와 같이, 제2 신호 선택부(14)는 특정 플래그의 설정값에 따라 출력을 선택하는 멀티플렉서(Multiplexer: MUX)로 구현될 수 있다. 물론 제1 신호 선택부(13) 역시 상위 제어기에 의해 설정되는 특정 플래그의 설정값에 따라 출력을 선택하는 멀티플렉서로 구현될 수 있다.In this way, the second signal selector 14 may be implemented as a multiplexer (MUX) that selects an output according to a specific flag set value. Of course, the first signal selector 13 may also be implemented as a multiplexer that selects an output according to a specific flag set by a higher level controller.

배터리 충방전 전류 제한부(15)는 보조 배터리(200)에 과도한 충전전류가 제공되거나 보조 배터리(200)가 과도한 방전전류를 출력하는 경우 이를 제한하기 위한 전압 지령 보상값(Vcomp)을 생성하기 위한 요소이다.The battery charging/discharging current limiting unit 15 generates a voltage command compensation value V comp to limit excessive charging current to the auxiliary battery 200 or when the auxiliary battery 200 outputs excessive discharge current. It is an element for.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치의 배터리 충방전 전류 제한부를 상세하게 도시한 블록 구성도이다.3 is a block diagram illustrating in detail a battery charge/discharge current limiting unit of a low voltage DC converter control device of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 배터리 충방전 전류 제한부(15)는 LDC(100)의 버스트 모드 동작 여부에 따라 사전 설정된 충전 전류 제한값 및 방전 전류 제한값 중 하나를 선택하여 출력하는 제한값 선택부(151)와, 제한값 선택부(151)에서 출력된 제한값과 보조 배터리(200)의 전류를 측정한 배터리 전류 실측값이 상기 제한값을 추종하기 위한 전압 지령 보정값을 생성하는 보상값 제어기(154)를 포함하여 구성될 수 잇다.Referring to FIG. 3, the battery charge/discharge current limiter 15 includes a limit value selector 151 that selects and outputs one of a preset charge current limit value and a discharge current limit value according to whether the LDC 100 operates in a burst mode. , Comprises a compensation value controller 154 to generate a voltage command correction value for tracking the limit value, the battery current actual value measured by the limit value output from the limit value selector 151 and the current of the auxiliary battery 200 Can be

제한값 선택부(151)는 전술한 제1 신호 선택부(13) 및 제2 신호 선택부(14)와 같이 버스트 모드 플래그의 설정값에 따라 두 제한값 중 하나를 선택하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 상위 제어기가 LDC(100)를 버스트 모드로 제어하기 위해 버스트 모드 플래그를 '1'으로 설정하면 제한값 선택부(151)는 방전 전류 제한값을 선택하여 출력할 수 있고, 상위 제어기가(200) LDC(100)를 충전 지향의 통상 모드로 제어하기 위해 버스트 모드 플래그를 '0'으로 설정하면 제한 값 선택부(151)는 충전 전류 제한값을 선택하여 출력할 수 있다. 제한값 선택부(151) 역시 멀티플렉서로 구현될 수 있다.The limit value selector 151 may select and output one of the two limit values according to the set value of the burst mode flag, like the first signal selector 13 and the second signal selector 14 described above. For example, when the upper controller sets the burst mode flag to '1' to control the LDC 100 in burst mode, the limit value selector 151 may select and output the discharge current limit value, and the upper controller ( 200) When the burst mode flag is set to '0' in order to control the LDC 100 to the normal mode of charge orientation, the limit value selector 151 may select and output the charge current limit value. The limit value selector 151 may also be implemented as a multiplexer.

전류 제한 제어기(154)는 비례 적분 제어기 또는 비례 적분 미분 제어기 등의 통상의 제어 알고리즘을 구현하기 위한 제어기로서, 감산기(152)에 의해 연산된 제한값 선택부(151)의 출력 제한값(Ilim *)과 보조 배터리(200)의 전류 실측값(IB)의 차를 0으로 수렴시키기 위한 전압 지령 보정값(Vcomp)를 생성할 수 있다.The current limiting controller 154 is a controller for implementing a normal control algorithm such as a proportional integral controller or a proportional integral differential controller, and output limit value (I lim * ) of the limit value selector 151 calculated by the subtractor 152 And a voltage command correction value Vcomp for converging the difference between the current measured values I B of the auxiliary battery 200 to zero.

배터리 충방전 전류 제한부(15)는 디레이팅 적용부(153)을 더 포함할 수 있다. 부하 전류가 LDC(100)의 정격 출력보다 커서 LDC(100)가 디레이팅에 진입하는 경우에는 LDC(100)에 의한 보조 배터리(200)의 충방전 전류 제한이 이루어지지 않아야 한다. 디레이팅 적용부(153)은 상위 제어기에 의해 설정되는 디레이팅 플래그에 따라 전류 제한 제어기로 입력되는 값을 선택할 수 있다.The battery charging/discharging current limiting unit 15 may further include a derating application unit 153. When the load current is greater than the rated output of the LDC 100 and the LDC 100 enters derating, the charge/discharge current limit of the auxiliary battery 200 by the LDC 100 should not be performed. The derating application unit 153 may select a value input to the current limiting controller according to the derating flag set by the upper level controller.

예를 들어, 상위 제어기가 LDC(100)의 디레이팅이 이루어지지 않는 경우 디레이팅 플래그를 '0'으로 설정하면, 디레이팅 적용부(153)은 제한값 선택부(151)에서 출력된 제한값과 보조 배터리 전류 실측값의 오차를 선택하여 전류 제한 제어기(154)의 입력으로 제공할 수 있다. 상위 제어기가 LDC(100)를 디레이팅 시키는 경우 디레이팅 플래그를 '1'로 설정하면, 디레이팅 적용부(153)는 0을 선택하여 전류 제한 제어기(154)의 입력으로 제공할 수 있다.For example, if the de-rating flag is set to '0' when the de-rating of the LDC 100 is not performed by the upper controller, the de-rating application unit 153 assists with the limit value output from the limit value selection unit 151. The error of the battery current measurement value may be selected and provided as an input of the current limiting controller 154. When the upper controller de-rates the LDC 100, if the de-rating flag is set to '1', the de-rating application unit 153 may select 0 and provide it as the input of the current limiting controller 154.

LDC(100)가 디레이팅된 경우 전류 제한 제어기(154)는 0을 입력으로 제공 받으므로 전압 지령 보정값을 출력하지 않게 된다.When the LDC 100 is derated, the current limiting controller 154 receives 0 as an input, so that the voltage command correction value is not output.

또한, 배터리 충방전 전류 제한부(15)는 전류 제한 제어기(154)에서 출력되는 전압 지령 보정값의 상하한을 제한하는 상하한 제한기(155)와 상하한 제한기(155)의 상한값을 결정하는 상한값 결정부(156) 및 상하한 제한기의 하한값을 결정하는 하한값 결정부(157)을 포함할 수 있다.In addition, the battery charge/discharge current limiter 15 determines the upper and lower limiters 155 and the upper and lower limiters 155 that limit the upper and lower limits of the voltage command correction value output from the current limiting controller 154. An upper limit determining unit 156 and a lower limit determining unit 157 for determining the lower limit of the upper and lower limiters may be included.

상한값 결정부(156) 및 하한값 결정부(157)는 LDC(100)의 버스트 모드 작동 여부에 기반하여 상한값과 하한값을 결정할 수 있다. 상한값 결정부(156) 및 하한값 결정부(157)은 상위 제어기에서 설정하는 버스트 모드 플래그의 설정값에 따라 두 입력 중 하나를 선택적으로 출력하는 멀티플렉서로 구현될 수 있다.The upper limit determining unit 156 and the lower limit determining unit 157 may determine an upper limit and a lower limit based on whether the LDC 100 operates in a burst mode. The upper limit determining unit 156 and the lower limit determining unit 157 may be implemented as a multiplexer that selectively outputs one of two inputs according to the setting value of the burst mode flag set by the upper level controller.

LDC(100)가 버스트 모드가 아닌 상태, 즉 보조 배터리(200)가 충전되도록 LDC(100)가 제어되는 상태에서, 배터리 충방전 전류 제한부(15)는 충전 전류를 제어하는 전압 지령 보정값을 생성하여야 한다. 이를 위해서 배터리 충방전 전류 제한부(15)는 LDC(100)의 전압 지령을 낮추어주는 전압 지령 보정값을 생성하여야 하므로 전압 지령 보정값의 상한값은 0이 되어야 한다. 또한, 차량의 시동성 측면에서 LDC(100) 전압 지령은 사전 설정된 시동 가능 최저 전압(예를 들어, 7.5V) 이상이어야 하므로 전압 지령 보정값의 하한값은 시동 가능 최저 전압에서 제2 신호 선택부(14)에 의해 선택된 전압 지령(Vcmd1)을 차감한 값이 되어야 한다.When the LDC 100 is not in the burst mode, that is, the LDC 100 is controlled so that the auxiliary battery 200 is charged, the battery charge/discharge current limiter 15 sets the voltage command correction value to control the charging current. Should be created. To this end, the battery charge/discharge current limiter 15 must generate a voltage command correction value that lowers the voltage command of the LDC 100, so the upper limit of the voltage command correction value should be zero. In addition, the LDC (100) voltage command in terms of the startability of the vehicle must be at least the preset startable minimum voltage (for example, 7.5 V), so the lower limit value of the voltage command correction value is the second signal selector at the minimum startable voltage (14 It must be the value obtained by subtracting the voltage command (V cmd1 ) selected by ).

반면, LDC(100)가 버스트 모드인 상태에서, 배터리 충방전 전류 제한부(15)는 방전 전류를 제어하는 전압 지령 보정값을 생성하여야 한다. 이를 위해서 배터리 충방전 전류 제한부(15)는 LDC(100)의 전압 지령을 높여 LDC(100)가 전류를 출력할 수 있는 전압 지령 보정값을 생성하여야 하므로 전압 지령 보정값의 하한값은 0이 되어야 한다. 또한, LDC(100)는 출력 가능한 최대 전압의 크기가 사전에 결정되어 있으므로, 전압 지령 보정값의 상한값은 LDC(100)의 출력 가능 최대 전압에서 제2 신호 선택부(14)에 의해 선택된 전압 지령(Vcmd1)을 차감한 값이 되어야 한다.On the other hand, while the LDC 100 is in the burst mode, the battery charge/discharge current limiter 15 must generate a voltage command correction value to control the discharge current. To this end, the battery charge/discharge current limiter 15 increases the voltage command of the LDC 100 to generate a voltage command correction value that the LDC 100 can output current, so the lower limit value of the voltage command correction value must be 0 do. In addition, since the size of the maximum voltage that can be output from the LDC 100 is predetermined, the upper limit of the voltage command correction value is the voltage command selected by the second signal selector 14 at the maximum output voltage of the LDC 100. It should be subtracted from (V cmd1 ).

즉, 상한값 결정부(156)는 LDC(100)가 버스트 모드인 경우 LDC(100)의 출력 가능 최대 전압에서 제2 신호 선택부(14)에 의해 선택된 전압 지령(Vcmd1)을 차감한 값을 출력하고, LDC(100)가 버스트 모드가 아닌 경우 0을 상하한 제한기(155)의 상한값으로 출력한다.That is, when the LDC 100 is in the burst mode, the upper limit determining unit 156 subtracts the voltage command V cmd1 selected by the second signal selector 14 from the maximum output voltage of the LDC 100. When the LDC 100 is not in the burst mode, 0 is output as the upper limit of the upper and lower limiters 155.

또한, 하한값 결정부(157)는 LDC(100)가 버스트 모드인 경우 0을 상하한 제한기(155)의 상한값으로 출력하고, LDC(100)가 버스트 모드가 아닌 경우 차량의 시동 가능 최저 전압에서 제2 신호 선택부(14)에 의해 선택된 전압 지령(Vcmd1)을 차감한 값을 상하한 제한기(155)의 하한값으로 출력한다.In addition, the lower limit determining unit 157 outputs 0 as the upper limit of the upper and lower limiters 155 when the LDC 100 is in the burst mode, and at the lowest startable voltage of the vehicle when the LDC 100 is not in the burst mode. The value obtained by subtracting the voltage command V cmd1 selected by the second signal selector 14 is output as the lower limit of the upper and lower limiters 155.

이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치는, 저전압 직류 컨버터의 버스트 모드 진입 여부를 감안하여 보조 배터리(200)의 충전 전류와 방전 전류를 제한하는 전압 지령을 생성하여 저전압 직류 컨버터의 출력을 제어함으로써 보조 배터리(200)에 과도한 충전전류가 제공되거나 보조 배터리(200)가 과도한 방전 전류를 출력하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 보조 배터리(200)의 열화가 방지되고 그 수명이 연장될 수 있다.As described above, the vehicle low voltage DC converter control apparatus according to an embodiment of the present invention generates a voltage command to limit the charging current and the discharge current of the auxiliary battery 200 in consideration of whether the low voltage DC converter enters the burst mode. By controlling the output of the low-voltage DC converter, it is possible to prevent excessive charging current from being provided to the auxiliary battery 200 or to output excessive discharge current from the auxiliary battery 200. Accordingly, deterioration of the auxiliary battery 200 is prevented and its life can be extended.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치는, LDC 출력제한부(18)를 더 포함할 수 있다. LDC 출력 제한부(18)는 전장 부하(400)가 사전 설정된 LDC(100)의 정격 용량 이상이 될 경우, LDC(100)의 출력 전류를 제한할 수 있는 전압 지령의 보정값을 제공하는 요소이다. Meanwhile, the apparatus for controlling a low-voltage DC converter of a vehicle according to an embodiment of the present invention may further include an LDC output limiting unit 18. The LDC output limiter 18 is an element that provides a correction value of a voltage command that can limit the output current of the LDC 100 when the full-length load 400 exceeds the preset capacity of the LDC 100. .

도 2에서 참조부호'16, '17'은 전압 지령에 여러 전압 지령 보정값들을 합산하는 가산기이고, 도 3에서 참조부호 '152'는 제한값 선택부(151)에서 선택된 전류 제한값에 보조 배터리(200)의 전류 실측값을 차감하는 감산기이다. Reference numerals '16' and '17' in FIG. 2 are adders for adding various voltage command correction values to a voltage command, and reference numeral '152' in FIG. 3 is an auxiliary battery (200) to the current limit value selected by the limit value selector 151. ) Is a subtracter that subtracts the current measured value.

전술한 것과 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치에 의해 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터의 제어 방법이 구현될 수 있다.A control method of a low-voltage DC converter of a vehicle according to an embodiment of the present invention can be implemented by a device for controlling a low-voltage DC converter of a vehicle according to an embodiment of the present invention as described above.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 방법을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method for controlling a low-voltage DC converter in a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 방법은, 차량의 저전압 직류 컨버터(100)가 버스트 모드인지 상위 제어기가 판단하는 단계(S11)와, 저전압 직류 컨버터(100)가 버스트 모드가 아닌 충전 지향 모드로 동작하는 경우 제2 신호 선택부(14)가 배터리 전류제어용 전압지령 생성부(11)와 정전압 제어용 전압지령 생성부(12)에 의해 생성된 충전 지향 전압지령을 선택하고 제한값 선택부(151)가 사전 설정된 충전 전류 제한값을 선택하는 단계(S21)와, 보조 배터리(200)의 전류 실측값이 충전 전류 제한값 보다 큰 경우(S22) 충전 지향 전압 지령을 감소시키는 보상을 실시하고 보상된 전압 지령으로 LDC를 제어하는 단계(S23)와, 저전압 직류 컨버터(100)가 버스트 모드인 경우 제2 신호 선택부(14)가 사전 설정된 버스트 모드 전압 지령을 선택하고 제한값 선택부(151)가 사전 설정된 방전 전류 제한값을 선택하는 단계(S31)와, 보조 배터리(200)의 전류 실측값이 방전 전류 제한값 보다 작은 경우(S32) 버스트 모드 전압 지령을 증가시키는 보상을 실시하고 보상된 전압 지령으로 LDC를 제어하는 단계(S33)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, a method for controlling a low-voltage DC converter of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes the step (S11) of determining whether the vehicle's low-voltage DC converter 100 is in burst mode and a low-voltage DC converter ( When 100) is operated in a charge-oriented mode rather than a burst mode, the second signal selector 14 generates a charge-direction voltage generated by the voltage command generator 11 for battery current control and the voltage command generator 12 for constant voltage control. Selecting a command and the limit value selecting unit 151 selecting a preset charging current limit value (S21), and when the current measurement value of the auxiliary battery 200 is greater than the charging current limit value (S22), decreases the charge-oriented voltage command Step S23 of controlling the LDC with the compensated voltage command, and when the low voltage DC converter 100 is in the burst mode, the second signal selector 14 selects a preset burst mode voltage command and limits The selection unit 151 performs a step of selecting a preset discharge current limit value (S31), and compensates for increasing the burst mode voltage command when the current measurement value of the auxiliary battery 200 is less than the discharge current limit value (S32). And controlling the LDC with the compensated voltage command (S33).

단계(S22), 단계(S23), 단계(S32) 및 단계(S33)은 전류 제한 제어기(153)이 생성하는 전압 지령 보상값을 상하한 제한기(155)의 상하한값을 버스트 모드 여부에 따라 상한값 결정부(156) 및 하한값 결정부(157)이 설정함에 의해 구현될 수 있다. 즉, 상하한 제한기(155)는 LDC(100)가 버스트 모드로 동작하지 않는 경우 0 보다 작은 전압 지령 보상값을 출력하게 함으로써, 보조 배터리(200)의 전류 실측값이 충전 전류 제한값 보다 클 때 전압 지령을 감소시키는 보상을 수행할 수 있게 한다. 또한, 상하한 제한기(155)는 LDC(100)가 버스트 모드일 때 0 보다 큰 전압 지령 보상값을 출력하게 함으로써, 보조 배터리(200)의 전류 실측값이 방전 전류 제한값보다 작을 때 전압 지령을 증가시키는 보상을 수행할 수 있게 한다.Step (S22), step (S23), step (S32) and step (S33) is the current limit controller 153 generates a voltage command compensation value generated by the upper and lower limits of the limiter 155, depending on whether the burst mode The upper limit determining unit 156 and the lower limit determining unit 157 may be implemented by setting. That is, when the LDC 100 does not operate in the burst mode, the upper and lower limiter 155 outputs a voltage command compensation value less than 0, so that when the current measurement value of the auxiliary battery 200 is greater than the charging current limit value It is possible to perform compensation that reduces the voltage command. In addition, the upper and lower limiters 155 cause the LDC 100 to output a voltage command compensation value greater than 0 when in the burst mode, thereby giving a voltage command when the current measurement value of the auxiliary battery 200 is less than the discharge current limit value. Allows you to perform increasing rewards.

이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although shown and described in relation to the specific embodiment of the present invention, the present invention can be variously improved and changed within the limits that do not depart from the technical spirit of the present invention provided by the following claims. It will be apparent to those skilled in the art.

10: 저전압 직류 컨버터 제어 장치
11: 배터리 전류제어용 전압 지령 생성부
12: 정전압 제어용 전압 지령 생성부
13: 제1 신호 선택부 14: 제2 신호 선택부
15: 배터리 충방전 전류 제한부
151: 제한값 선택부 153: 디레이팅 적용부
154: 전류 제한 제어기 155: 상하한 제한기
156: 상한값 결정부 157: 하한값 결정부10: low voltage DC converter control device
11: Voltage command generator for battery current control
12: voltage command generator for constant voltage control
13: first signal selector 14: second signal selector
15: battery charge and discharge current limiter
151: limit value selection unit 153: derating application unit
154: current limit controller 155: upper and lower limiter
156: upper limit value determining unit 157: lower limit value determining unit

Claims (9)

고전압 전력을 변환하여 차량의 전장부하의 전원 및 배터리의 충전 전력으로 사용되는 저전압 전력을 출력하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치에 있어서,
상기 배터리를 충전 상태가 되게 하는 충전 지향 전압지령 및 상기 저전압 직류 컨버터가 상기 배터리를 충전할 수 없는 버스트 모드로 동작하는 경우에 대해 사전 설정된 버스트 모드 전압 지령 중 하나를 선택하여 출력하는 신호 선택부;
상기 신호 선택부가 상기 충전 지향 전압 지령을 출력하는 경우 상기 배터리의 충전 전류를 제한하고, 상기 신호 선택부가 상기 버스트 모드 전압 지령을 출력하는 경우 상기 배터리의 방전 전류를 제한하는 전압 지령 보정값을 생성하는 배터리 충방전 전류 제한부; 및
상기 신호 선택부가 출력하는 전압 지령에 상기 전압 지령 보정값을 적용하여 생성된 수정 전압 지령을 추종하도록 상기 저전압 직류 컨버터의 출력 전압을 제어하는 제어기;
를 포함하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치.In the low-voltage DC converter control device of a vehicle for converting the high-voltage power to output the low-voltage power used as the power of the vehicle's electric load and the charging power of the battery,
A signal selector for selecting and outputting one of a preset burst mode voltage command for a charge oriented voltage command that causes the battery to be charged and a case in which the low voltage DC converter operates in a burst mode in which the battery cannot be charged;
Generating a voltage command correction value that limits the charging current of the battery when the signal selector outputs the charge-direction voltage command, and limits the discharge current of the battery when the signal selector outputs the burst mode voltage command. Battery charge and discharge current limiter; And
A controller that controls the output voltage of the low-voltage DC converter to follow the corrected voltage command generated by applying the voltage command correction value to the voltage command output by the signal selector;
Vehicle low voltage DC converter control device comprising a. 청구항 1에 있어서, 상기 배터리 충방전 전류 제한부는,
상기 저전압 직류 컨버터의 버스트 모드 동작 여부에 따라 사전 설정된 충전 전류 제한값 및 방전 전류 제한값 중 하나를 선택하여 출력하는 제한값 선택부; 및
상기 배터리의 전류를 측정한 배터리 전류 실측값이 상기 제한값 선택부에 출력되는 제한값을 추종하도록 하기 위한 상기 전압 지령 보정값을 생성하는 전류 제한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치.The method according to claim 1, wherein the battery charge and discharge current limiting unit,
A limit value selection unit selecting and outputting one of a preset charging current limit value and a discharge current limit value according to whether the low voltage DC converter operates in a burst mode; And
And a current limiting controller that generates the voltage command correction value to cause the battery current measured value measuring the current of the battery to follow the limiting value output to the limiting value selection unit. . 청구항 2에 있어서, 상기 제한값 선택부는,
상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하는 경우 상기 방전 전류 제한값을 선택하여 출력하고, 상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하지 않는 경우 상기 충전 전류 제한값을 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치.The method according to claim 2, The limit value selection unit,
When the low-voltage direct-current converter operates in a burst mode, the discharge current limit value is selected and output, and when the low-voltage direct-current converter does not operate in a burst mode, the charging current limit value is selected and output. Converter control device. 청구항 2에 있어서, 상기 제한값 선택부는,
상기 저전압 직류 컨버터의 디레이팅 여부에 따라, 상기 제한값 선택부에 출력되는 제한값에서 상기 배터리 전류 실측값을 차감한 값 및 0 중 하나를 선택하여 상기 전류 제한 제어기의 입력으로 제공하는 디레이팅 적용부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치.The method according to claim 2, The limit value selection unit,
Depending on whether or not the low voltage DC converter is derated, a derating application unit for selecting one of a value obtained by subtracting the measured value of the battery current from the limit value output to the limit value selection unit and 0 is provided as an input of the current limiting controller. Vehicle low voltage DC converter control device comprising a. 청구항 4에 있어서, 상기 디레이팅 적용부는,
상기 저전압 직류 컨버터가 디레이팅 되지 않은 상태인 경우 상기 제한값 선택부에 출력되는 제한값에서 상기 배터리 전류 실측값을 차감한 값을 상기 전류 제한 제어기의 입력으로 제공하고, 상기 저전압 직류 컨버터가 디레이팅 상태인 경우 0을 상기 전류 제한 제어기의 입력으로 제공하는 것을 특징으로 하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치.The method according to claim 4, The derating application unit,
When the low voltage DC converter is not derated, a value obtained by subtracting the measured value of the battery current from the limit value output to the limit value selection unit is provided as an input of the current limit controller, and the low voltage DC converter is in a derating state. A low voltage DC converter control device for a vehicle, characterized in that it provides a case 0 as an input of the current limiting controller. 청구항 2에 있어서, 상기 배터리 충방전 전류 제한부는,
상기 전류 제한 제어기에서 출력되는 상기 전압 지령 보정값의 상하한을 제한하는 상하한 제한기;
상기 저전압 직류 컨버터의 버스트 모드 동작 여부에 기반하여 상기 상하한 제한기의 상한값을 결정하는 상한값 결정부; 및
상기 저전압 직류 컨버터의 버스트 모드 동작 여부에 기반하여 상기 상하한 제한기의 하한값을 결정하는 하한값 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치.The method according to claim 2, The battery charge and discharge current limiting unit,
An upper and lower limit limiter for limiting the upper and lower limits of the voltage command correction value output from the current limiting controller;
An upper limit determining unit determining an upper limit of the upper and lower limiters based on whether the low voltage DC converter operates in a burst mode; And
And a lower limit value determining unit determining a lower limit value of the upper and lower limiters based on whether the low voltage DC converter operates in a burst mode. 청구항 6에 있어서, 상기 상한값 결정부는,
상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하는 경우, 사전 설정된 상기 저전압 직류 컨버터의 출력 가능 최대 전압에서 상기 신호 선택부가 출력하는 전압 지령을 차감한 값을 상기 상한값으로 결정하고,
상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하지 않는 경우, 0을 상기 상한값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치.The method according to claim 6, The upper limit determining unit,
When the low-voltage DC converter operates in a burst mode, a value obtained by subtracting a voltage command output by the signal selector from a preset maximum output voltage of the low-voltage DC converter is determined as the upper limit,
When the low-voltage DC converter does not operate in the burst mode, the vehicle low-voltage DC converter control device, characterized in that for determining the upper limit to 0. 청구항 6에 있어서, 상기 하한값 결정부는,
상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하는 경우, 0을 상기 하한값으로 결정하고,
상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하지 않는 경우, 사전 설정된 상기 차량의 시동 가능 최저 전압에서 상기 신호 선택부가 출력하는 전압 지령을 차감한 값을 상기 하한값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 장치.The method according to claim 6, The lower limit determining unit,
When the low voltage DC converter operates in a burst mode, 0 is determined as the lower limit,
When the low voltage DC converter does not operate in a burst mode, a low voltage DC converter of a vehicle, characterized in that a value obtained by subtracting a voltage command output by the signal selector from a preset minimum starting voltage of the vehicle is determined as the lower limit value. controller. 고전압 전력을 변환하여 차량의 전장부하의 전원 및 배터리의 충전 전력으로 사용되는 저전압 전력을 출력하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 방법에 있어서,
상기 저전압 직류 컨버터의 버스트 모드 동작 여부를 판단하는 단계;
상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하지 않는 경우, 사전 생성된 배터리 충전 지향 전압지령 및 사전 설정된 충전 전류 제한값을 선택하는 단계;
상기 배터리의 전류 실측값이 상기 충전 전류 제한값 보다 큰 경우, 상기 충전 지향 전압 지령을 감소시키는 보상을 실시하고 보상된 전압 지령으로 상기 저전압 직류 컨버터의 출력을 제어하는 단계;
상기 저전압 직류 컨버터가 버스트 모드로 동작하는 경우, 사전 설정된 버스트 모드 전압 지령 및 사전 설정된 방전 전류 제한값을 선택하는 단계; 및
상기 배터리의 전류 실측값이 상기 방전 전류 제한값 보다 작은 경우, 상기 버스트 모드 전압 지령을 증가시키는 보상을 실시하고 보상된 전압 지령으로 상기 저전압 직류 컨버터의 출력을 제어하는 단계;
를 포함하는 차량의 저전압 직류 컨버터 제어 방법.A method of controlling a low-voltage DC converter in a vehicle that converts high-voltage power to output low-voltage power used as a power source for a vehicle's electric load and charging power for a battery,
Determining whether the low voltage DC converter operates in a burst mode;
When the low voltage DC converter does not operate in a burst mode, selecting a pre-generated battery charging direct voltage command and a preset charging current limit value;
If the current measured value of the battery is greater than the charging current limit value, compensating for reducing the charge oriented voltage command and controlling the output of the low voltage DC converter with the compensated voltage command;
When the low voltage DC converter operates in a burst mode, selecting a preset burst mode voltage command and a preset discharge current limit value; And
Compensating for increasing the burst mode voltage command and controlling the output of the low-voltage DC converter with the compensated voltage command when the current measurement value of the battery is smaller than the discharge current limit value;
Method of controlling a low-voltage DC converter of a vehicle comprising a.
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